35_6kv变电所设计课程设计(编辑修改稿)

35_6kv变电所设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

13 合计 ∑ Pca 9591 ∑ Qca 5357 S c a∑ 10986 河南理工大学 —— 3 6kv 变电所设计 变电所设计 9 注 1：线路类型： C—— 电缆线路； k—— 架空线路。 注 2：电机型式： Y—— 绕线异步； X—— 鼠笼异步； D—— 直流； T—— 同步 各低压变压 器的选择与损耗计算 因采用高压 6kV 集中补偿功率因数，故对各低压变压器均无补偿作用，选择时据表 12 中的计算视在容量按公式的原则进行。 机修厂、工人村与支农变压器 查附表 1 分别选用 S9800， 6／ 、 S9500， 6／ 、 S9400， 6／ 型三相油浸自冷式铜线电力变压器各一台。 地面低压动力变压器 选用两台 S9800， 6／ 型铜线电力变压器。 洗煤厂变压器 选用两台 S9800， 6／ 型铜线电力变压器。 各变压器功率损耗计算 单台变压器的功率损耗按公式计算；两台 变压器一般为分列运行，其功率损耗应为按 ；对于井下低压负荷，因表 2－ 9中未作分组，故不选变压器，其损耗按近似公式计算。 例如，对于 500kVA 工人村变压器，据附表 1 中的有关参数，可算得 2 20 4291 5 4 . 7500caTK NTs KWp p p S            河南理工大学 —— 3 6kv 变电所设计 变电所设计 10 20 22% % 1 . 4 4 4 2 95 0 0 2 1 . 7 v a r1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 5 0 0KNT UISkQ T          又如，对于地面低压两台 800 kVA 变压器，同样可算得 2 20 1 8 0 22 2 1 . 4 5 7 . 2 6 . 52 2 8 0 0caTK NTS KWP P P S                20 2% % 1 .2 4 .5 8 0 52 8 0 0 3 7 v a r21 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 2 8 0 0KNTT UI kQ S                    井下低压负荷 的变压器损耗 ,按近似公式计算，即 T c a0 . 0 1 5 0 . 0 1 5 2 2 0 3 3 3 k WPS     T c a0 . 0 6 0 . 0 6 2 2 0 3 1 3 2 k v a rQS     同理可得其它各低压变压器的损耗如表 2－ 10 所示。 表 13 各低压变压器功率损耗计算结果 负荷名称 地面低压 机修厂 洗煤厂 工人村 支 农 井下低压 ， kVA 2 800 800 2 800 500 400 (2196) Δ PT， kW Δ QT， kvar 37 41 33 132 合计 Σ Δ PT＝ 61kW；Σ Δ QT＝ 280kvar 计算 6kV 母线上补偿前的总负荷并初选主变压器 各组低压负荷加上各低压变压器的功率损耗后即为其高压侧的负荷，因ΣPca=9591 kW，故查表 13 得 Ksi=，忽略矿内高压线路的功率损耗，变电所6kV 母线补偿前的总负荷为  c a . 6 s i c a T( ) 0 . 8 5 9 5 9 1 6 1 8 2 0 4 k WP K P P          c a . 6 s i c a t( ) 0 . 8 5 5 3 5 7 2 8 0 4 7 9 2 k v a rQ K Q Q         2 2 2 26 6 6 8 2 0 4 4 7 9 2 9 5 0 1c a c a c aS P Q K V A       河南理工大学 —— 3 6kv 变电所设计 变电所设计 11 补偿前功率因数 c a .66c a .68204c o s 0 .8 6 3 59 5 0 1PS    根据矿井一、二级负荷占的比重大与 =9501kVA，可初选两台主变压器，其型号容量按附表 2 选为 SF710000， 35／ ，由于固定电费按最高负荷收费，故可采用两台同时分列运行的方式，当一台因故停运时，另一台亦能保证全矿一、二级负荷的供电，并留有一定的发展余地。 功率因数补偿与电容器柜选择 选择思路 题意要求 35kV 侧的平均功率因数为 以上，但补偿电容器是装设联接在6kV 母线上，而 6kV 母线上的总计算负荷并不包括主变压器的功率损耗，这里需要解决的问题是， 6kV 母线上的 功率因数应补偿到何值才能使 35kV 侧的平均功率因数为 级以上 ? 分析解决此问题的思路如下：先计算无补偿时主变压器的最大功率损耗，由于无功损耗与负荷率的平方成正比，故出现变压器最大功率损耗的运行方式应为一台使用，一台因故停运的情况，据此计算 35kV 侧的补偿前负荷及功率因数，并按公式（ 2－ 52）求出当功率因数提至 时所需要的补偿容量，该数值就可以作为 6kV 母线上应补偿的容量；考虑到矿井 35kV 变电所的 6kV 侧均为单母线分两段接线，故所选电容器柜应为偶数，据此再算出实际补偿容量，最后重算变压器的损耗并校验 35kV 侧补偿后的功率因数。 无补偿时主变压器的损耗计算 按一台运行、一台因故停运计算，则负荷率为 c a .6N .T9 5 0 1 0 .9 5 0 11 0 0 0 0SS    河南理工大学 —— 3 6kv 变电所设计 变电所设计 12 22T 0 K 1 3 . 6 0 . 9 5 0 1 5 3 6 1 k WP P P         220 KT N .T % % 1 0 0 0 0 (0 . 0 0 8 0 . 0 7 5 0 . 9 5 0 1 ) 7 5 7 k v a r1 0 0 1 0 0I UQS        ［ （ ） ］ 以上△ P0、△ PK、 I0％、 UK％等参数由附表 2 查得。 35kV 侧补偿前的负荷与功率因数 c a . 3 5 c a . 6 T 8 2 0 4 6 1 8 2 6 5 k WP P P      c a . 3 5 c a . 6 T 47 92 75 7 55 49 k v a rQ Q Q      2 2 2 23 5 3 5 3 5 8 2 6 5 5 5 4 9 9 9 5 5c a c a c as p Q K V A       c a . 3 535c a . 3 58265c o s 0 . 8 3 0 29955PS    计算选择电容器柜与实际补偿容量 设补偿后功率因数提高到 35cos  ，则 35tan  ，取平均负荷系数  ，据公式可得 39。 c o c a . 3 5 3 5 3 5 ( t a n t a n ) 0 . 8 8 2 6 5 ( 0 . 6 7 1 5 0 . 4 8 4 3 ) 1 2 3 8 k v a rlQ K P     － － 按表 2－ 7 选用 GR1C08 型，电压为 6kV每柜容量 qc=270 kvar 的电容器柜，则柜数 cc1238 7 0QN q   取偶数得 Nf=6 实际补偿容量： c . f f c 6 27 0 16 20 k v a rQ N q    折算到计算补偿容量为 河南理工大学 —— 3 6kv 变电所设计 变电所设计 13 c . fc . c alo1620 2 0 2 5 k v a r0 .8 K   补偿后 6kV 侧的计算负荷与功率因数 c a . 6 c a . 6 c . c a 4 79 2 20 25 2 76 7 kv a rQ Q Q   － － 因补偿前后有功计算负荷不变，故有 39。 2 39。 2 2 26 6 6 8 2 0 4 2 7 6 7 8 6 5 8c a c a c aS p Q K V A       c a . 66c a . 68204c o s 0 .9 4 88658PS     补偿后主变压器最大损耗计算 补偿后一台运行的负荷率略有减小 c a .6N . T8658 00 00SS     22T 0 K 1 3 . 6 0 . 8 6 5 8 5 3 5 3 k WP P P         220 KT N .T % % 1 0 0 0 0 (0 . 0 0 8 0 . 0 7 5 0 . 8 6 5 8 ) 6 4 2 k v a r1 0 0 1 0 0I UQS         ［ （ ） ］ 补偿后 35kV 侧的计算负荷与功率因数校验 .c a 3 5 c a . 6 T 8 2 0 4 5 3 8 2 5 7 k WP P P        c a . 3 5 c a . 6 T 2 7 6 7 6 4 2 3 4 0 9 k v a rQ Q Q        c a 3 52 2 2 2c a 3 5 c a 3 5 8 2 5 7 3 4 0 9 8 9 3 3 k V AS P Q      c a 3 535c a 3 58257c o s 0 .9 2 4 0 .98933PS      合乎要求。 河南理工大学 —— 3 6kv 变电所设计 变电所设计 14 主变压器校验及经济运行方案 由表 13 负荷统计计算表可知、全矿三级负荷约占总负荷的 15%，故可 取负荷保证系数 Kgu=。 则有 N T g u c a 3 5 0 . 8 5 8 9 3 3 7 5 9 3 k V A 1 0 0 0 0 k V AS K S     ＜ 合乎要求。 按此参数亦可选容量为 8000 kVA 的主变压器，但设计上为了留有余地并考虑发展，选 10000 kVA 为宜。 两台主变压器经济运行的临界负荷可由公式求出，即 002 qe c N Tk q kP K QSS P K Q      对于工矿企业变电所，可取 Kq=，上式Δ Q0、Δ Qk 由公式求得，临界负荷为 1 3 . 6 0 . 0 6 0 . 0 0 8 1 0 0 0 01 0 0 0 0 2 6 1 2 85 3 0 . 0 6 0 . 0 7 5 1 0 0 0 0ecS K V A       得经济运行方案为：当实际负荷 S s＜ 6128 kVA 时，宜于一台运行，当6128 kVAsS  时，宜于两台同时分列运行。 全矿电耗与吨煤电耗计算 按表 14，一般大型矿井取上限。 中小矿井取下限，取年最大负荷利用小时4500maxT ＝ 小时，故全矿年电耗 39。 6m a x m a x m a x c a 3 5 4 5 0 0 8 2 5 7 3 7 . 1 1 0PA T P T P k w h      吨煤电耗为 6537 .1 1 0A 9 1 0Pt A k w h t   河南理工大学 —— 3 6kv 变电所设计 变电所设计 15 拟定绘制矿井地面供电系统一次接 线图 拟定矿井地面供电系统图，应从 35kV 电源线开始，依次确定电源进线回路、35kV 和 6kV 主接线，再考虑各 6kV 负荷的分配与联接来构思。 至于下井电缆的回路数，主要由负荷电流和井下开关最大额定电流，并兼顾是否设置限流电抗器来统筹考虑。 最后绘制地面供电系统一次接线图。 1．电源进线与主接线 按已知原始数据，上级变电所提供两回 35kV 架空电源线路，故电源进线回路为 2。 对于煤矿企业，因一、二级负荷占总量的 2／ 3 以上，故 35kV 侧宜用全桥接线， 6kV 则可采用单母线分两段的接线方式。 2．负荷分配 考虑一、二级负荷必 须由联于不同母线段的双回路供电，而主、副井提升机因相距较近（～ 80m），可采用环形供电；将下井电缆与地面低压等分配于两段母线上，力图在正常生产时两段 6kV 母线上的负荷接近相等。 具体分配方案见图 2。 3．下井电缆回数确定 由表 2－ 9 中 1 12 行，考虑 的同时系数得井下总负荷为  ca 0 . 9 6 2 1 2 5 1 6 6 5 3 6 8 4 k WP  。